(57)【要約】【課題】  駆動ベルトの伸縮状態を考慮することにより、応答性を低下させることなく変速制御を実行する。【解決手段】  無段変速機は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、双方のプーリに掛け渡される駆動ベルトとを有している。無段変速機の変速制御装置は、入力軸に入力される入力トルクの大きさに基づいて、上限値マップおよび下限値マップを参照することにより、目標変速比の上限値Ｉｍａｘと下限値Ｉｍｉｎとを設定する。これにより、駆動ベルトの伸びを考慮してロー状態やオーバードライブ状態における目標変速比を設定することができ、目標変速比と実変速比とを一致させることができる。また、目標変速比と実変速比との偏差に基づく不要なフィードバック制御を抑制することができ、変速制御を実行する際の応答特性を向上させることができる。【選択図】図９
2006189079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、双方の前記プーリに掛け渡される駆動ベルトとを備える無段変速機の変速制御装置であって、
前記入力軸に対する入力トルクを算出する入力トルク算出手段と、
車両状態に基づいて目標変速比を算出する変速比算出手段と、
前記目標変速比の上限値と下限値との少なくともいずれか一方を、前記入力トルクに基づいて設定する規制値設定手段とを有することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の無段変速機の変速制御装置において、
前記規制値設定手段は、前記上限値と前記下限値との少なくともいずれか一方を、前記入力トルクの増加に伴って減速側に引き上げる一方、前記入力トルクの減少に伴って増速側に引き下げることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の無段変速機の変速制御装置において、
前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの回転数に基づいて実変速比を算出する実変速比算出手段と、
前記目標変速比と前記実変速比との偏差に基づいて、変速動作をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを有することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置において、
前記駆動ベルトは多数のブロックを環状に連結するようにしたチェーンベルトであることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される無段変速機の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の動力伝達系に搭載されるベルト式無段変速機(ＣＶＴ)は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡される駆動ベルトとを備えており、プーリに対する駆動ベルトの巻き付け径を変化させて変速比を無段階に制御している。プライマリプーリやセカンダリプーリは、それぞれに固定シーブとこれに対面する可動シーブとを備えており、可動シーブを軸方向に移動させることによって駆動ベルトの巻き付け径を変化させることが可能となっている。
【０００３】
このような無段変速機は、一方のプーリ(たとえば、プライマリプーリ)によって変速比を制御するとともに、他方のプーリ(たとえば、セカンダリプーリ)によって駆動ベルトの張力を制御するようになっている。プライマリプーリによって変速比を制御する際には、スロットル開度や車速などに基づいて変速特性マップが参照され、プライマリプーリの目標回転数が設定される。次いで、プライマリプーリを目標回転数で回転させるための目標変速比が設定され、この目標変速比に合わせてプライマリプーリの可動シーブが軸方向に移動制御される。
【０００４】
このとき、セカンダリプーリの溝幅は、駆動ベルトを介して従動的に制御されることになるが、駆動ベルトに滑りを生じさせることのないように、セカンダリプーリは所定の推力で駆動ベルトを締め付けるようになっている。セカンダリプーリによる締め付けトルクは、プライマリプーリに入力されるエンジントルクや目標変速比に基づいて設定され、駆動ベルトにかかるベルト張力が適切に保たれているが、たとえば車両が急制動された場合には、セカンダリプーリ回転の急減速に伴って、駆動ベルトに過大なベルト張力が生じてしまうおそれがある。
【０００５】
このような駆動ベルトには、多数のエレメントをバンドによって環状に保持するようにしたスチールベルトや、多数のブロックをリンクやピンを介して環状に連結するようにしたチェーンベルト等がある。スチールベルトはセカンダリプーリに対する圧縮作用により動力伝達を行うのに対して、チェーンベルトはセカンダリプーリに対する引っ張り作用により動力伝達を行うようになっているため、このチェーンベルトには過大なベルト張力によって大きな伸びが生じるおそれがある。
【０００６】
そこで、駆動ベルトに伸びが検出された場合には、エンジントルクを低下させることにより、駆動ベルトにかかるベルト張力を低下させ、駆動ベルトの耐久性低下や破断を回避するようにした無段変速機の変速制御装置が提案されている(たとえば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００４−７６９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、通常の使用状態であっても、駆動ベルトには弾性変形の範囲内で生じる伸びがあり、このような想定される範囲内での伸びは、駆動ベルトの破断等を引き起こすものではないが、変速制御に応答遅れを生じさせてしまうおそれがある。
【０００８】
たとえば、目標変速比が最小値に設定される場合、つまり車両がオーバードライブ状態で走行する場合に、入力トルクの増大に伴って駆動ベルトに伸びが生じると、伸び量に応じてセカンダリプーリの巻き付け径が拡大され、実際の変速比は目標変速比よりもロー側に変化することになる。そして、制御ユニットが把握する目標変速比と無段変速機の実変速比とが相違することから、制御ユニットは目標変速比に向けてフィードバック制御を実行することになる。つまり、ロー側の実変速比をオーバードライブ側の目標変速比に近づけようとフィードバック制御が実行され、フィードバック値がアップシフト側に蓄積されることになる。
【０００９】
このようにフィードバック値が蓄積された状態のもとで、ダウンシフト指令が出力された場合には、アップシフト側に蓄積されたフィードバック値が解消されるまで、無段変速機のダウンシフト操作が実質的に停止されることになり、変速制御を実行する際の応答性が低下してしまうことになる。このような応答遅れは、運転者に対して不快感を与えるとともに、車両品質を低下させることになっていた。
【００１０】
本発明の目的は、無段変速機の駆動ベルトに生じる伸びを考慮して、応答性を低下させることなく変速制御を実行することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、双方の前記プーリに掛け渡される駆動ベルトとを備える無段変速機の変速制御装置であって、前記入力軸に対する入力トルクを算出する入力トルク算出手段と、車両状態に基づいて目標変速比を算出する変速比算出手段と、前記目標変速比の上限値と下限値との少なくともいずれか一方を、前記入力トルクに基づいて設定する規制値設定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記規制値設定手段は、前記上限値と前記下限値との少なくともいずれか一方を、前記入力トルクの増加に伴って減速側に引き上げる一方、前記入力トルクの減少に伴って増速側に引き下げることを特徴とする。
【００１３】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの回転数に基づいて実変速比を算出する実変速比算出手段と、前記目標変速比と前記実変速比との偏差に基づいて、変速動作をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記駆動ベルトは多数のブロックを環状に連結するようにしたチェーンベルトであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、目標変速比の上限値と下限値との少なくともいずれか一方を、入力トルクに基づいて設定するようにしたので、駆動ベルトの伸縮状態を考慮して上限値や下限値を設定することが可能となる。これにより、ロー状態やオーバードライブ状態において、目標変速比と実変速比とをほぼ一致させることができるため、ロー状態やオーバードライブ状態から応答遅れを生じさせることなく変速制御を実行することができる。
【００１６】
また、駆動ベルトの伸縮状態による応答性低下を回避することができるため、駆動ベルトの伸縮を積極的に利用して変速制御を実行することができる。これにより、無段変速機で使用することのできる変速比領域を拡大することができ、車両の動力性能や燃費性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の変速制御装置によって変速制御される無段変速機１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、この無段変速機１０はベルト式無段変速機であり、エンジン１１に駆動される入力軸としてのプライマリ軸１２と、これに平行となる出力軸としてのセカンダリ軸１３とを有している。プライマリ軸１２とセカンダリ軸１３との間には変速機構が設けられており、プライマリ軸１２の回転は変速されてセカンダリ軸１３に伝達される。そして、セカンダリ軸１３の回転は、減速機構１４やディファレンシャル機構１５を介して左右の駆動輪１６，１７に伝達される。
【００１９】
プライマリ軸１２にはプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０はプライマリ軸１２に一体となった固定シーブ２０ａと、これに対向してプライマリ軸１２に軸方向に摺動自在となって装着される可動シーブ２０ｂとを有している。また、セカンダリ軸１３にはセカンダリプーリ２１が設けられており、このセカンダリプーリ２１はセカンダリ軸１３に一体となった固定シーブ２１ａと、これに対向してセカンダリ軸１３に軸方向に摺動自在となって装着される可動シーブ２１ｂとを有している。
【００２０】
プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１とには駆動ベルト２２が掛け渡されており、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１との溝幅を変化させ、駆動ベルト２２の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸１２の回転を無段階に変速させてセカンダリ軸１３に伝達することができる。駆動ベルト２２のプライマリプーリ２０に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ２１に対する巻き付け径をＲｓとすると、無段変速機１０の変速比はＲｓ／Ｒｐとなる。なお、駆動ベルト２２は多数のブロックをリンクやピンを介して環状に連結するようにしたチェーンベルトとなっている。
【００２１】
プライマリプーリ２０の溝幅を変化させるために、プライマリ軸１２にはプランジャ２３が固定され、可動シーブ２０ｂにはプランジャ２３の外周面に摺動自在に接触するプライマリシリンダ２４が固定されており、プランジャ２３とプライマリシリンダ２４とによって作動油室２５が区画されている。一方、セカンダリプーリ２１の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸１３にはプランジャ２６が固定され、可動シーブ２１ｂにはプランジャ２６の外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ２７が固定され、プランジャ２６とセカンダリシリンダ２７とによって作動油室２８が区画されている。それぞれのプーリ２０，２１の溝幅は、プライマリ側の作動油室２５に導入されるプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の作動油室２８に導入されるセカンダリ圧Ｐｓとを調整することで設定される。
【００２２】
また、プライマリプーリ２０にエンジン動力を伝達するため、クランク軸１１ａとプライマリ軸１２との間にはトルクコンバータ３０および前後進切換機構３１が設けられている。トルクコンバータ３０はクランク軸１１ａに連結されるポンプシェル３０ａとこれに対面するタービンランナ３０ｂとを備えており、タービンランナ３０ｂにはトルクコンバータ軸３２が連結されている。また、トルクコンバータ３０内には、走行状態に応じてクランク軸１１ａとトルクコンバータ軸３２とを締結するためのロックアップクラッチ３３が組み込まれている。
【００２３】
前後進切換機構３１は、ダブルピニオン式の遊星歯車列３４、前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を備えており、前進用クラッチ３５や後退用ブレーキ３６を作動させることにより、エンジン動力の伝達経路を切り換えるようになっている。前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を共に開放すると、トルクコンバータ軸３２とプライマリ軸１２とは切り離され、前後進切換機構３１はプライマリ軸１２に動力を伝達しないニュートラル状態に切り換えられる。また、後退用ブレーキ３６を開放した状態のもとで前進用クラッチ３５を締結すると、トルクコンバータ軸３２の回転がそのままプライマリプーリ２０に伝達される。さらに、前進用クラッチ３５を開放した状態のもとで後退用ブレーキ３６を締結すると、トルクコンバータ軸３２の回転が逆転されてプライマリプーリ２０に伝達されることになる。
【００２４】
図２は無段変速機１０の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。図２に示すように、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１に作動油を供給するため、無段変速機１０にはエンジン１１に駆動されるオイルポンプ４０が設けられている。オイルポンプ４０の吐出口に接続されるセカンダリ圧路４２は、セカンダリプーリ２１の作動油室２８に接続されるとともにセカンダリ圧調整弁４３の調圧ポート４３ａに接続されている。このセカンダリ圧調整弁４３によって調圧されるライン圧つまりセカンダリ圧Ｐｓは、駆動ベルト２２に滑りを生じさせることのないように、駆動ベルト２２の伝達トルク容量に応じて調圧されている。
【００２５】
また、セカンダリ圧路４２はプライマリ圧調整弁４４の入力ポート４４ａに接続されており、プライマリ圧調整弁４４の出力ポート４４ｂから延びるプライマリ圧路４５はプライマリプーリ２０の作動油室２５に接続されている。プライマリ圧調整弁４４によって、セカンダリ圧Ｐｓは目標変速比ｉなどに応じたプライマリ圧Ｐｐに調圧され、このプライマリ圧Ｐｐによりプライマリプーリ２０の溝幅が設定されることになる。
【００２６】
ここで、プライマリ圧Ｐｐはセカンダリ圧Ｐｓを減圧した圧力であるが、作動油室２５の受圧面積は作動油室２８に比べて大きく設定されるため、プライマリ圧Ｐｐを制御することにより、プライマリプーリ２０の溝幅を変化させるとともに、駆動ベルト２２を介してセカンダリプーリ２１の溝幅を変化させることができる。セカンダリ圧調整弁４３とプライマリ圧調整弁４４はそれぞれ電磁圧力制御弁であり、ＣＶＴ制御ユニット４１からソレノイドコイル４３ｂ，４４ｃに供給される電流値を制御することによって、セカンダリ圧Ｐｓとプライマリ圧Ｐｐとを調圧することができる。
【００２７】
プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１の溝幅を制御して無段変速機１０の変速比を制御するＣＶＴ制御ユニット４１は、図示しないマイクロプロセッサ(ＣＰＵ)を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭには制御プログラムや各種マップデータなどが格納されており、ＲＡＭにはＣＰＵで演算処理したデータが一時的に格納されるようになっている。また、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサから車両の走行状態を示す検出信号が入力される。
【００２８】
ＣＶＴ制御ユニット４１に検出信号を入力する各種センサとしては、プライマリプーリ２０の回転数を検出するプライマリ回転数センサ５０、セカンダリプーリ２１の回転数を検出するセカンダリ回転数センサ５１、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出するアクセルペダルセンサ５２、車速Ｖを検出する車速センサ５３、スロットルバルブのスロットル開度Ｔｏを検出するスロットル開度センサ５４、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ５５などがある。また、ＣＶＴ制御ユニット４１にはエンジン制御ユニット５８が接続されており、無段変速機１０とエンジン１１とは相互に協調して制御されるようになっている。
【００２９】
なお、トルクコンバータ軸３２の回転数を検出するタービン回転数センサを設け、このタービン回転数センサからの検出信号に基づいてプライマリプーリ２０の回転数を検出するようにしても良い。また、セカンダリ回転数センサ５１によって検出されるセカンダリプーリ２１の回転数から車速Ｖを演算するようにしても良く、車速センサ５３によって検出される車速Ｖからセカンダリプーリ２１の回転数を演算するようにしても良い。
【００３０】
以下、ＣＶＴ制御ユニット４１による無段変速機１０の変速制御について説明する。図３はＣＶＴ制御ユニット４１の変速制御系を示すブロック図である。図３に示すように、ＣＶＴ制御ユニット４１は、目標プライマリ圧Ｐｐを算出するため、目標プライマリ回転数算出部６０、目標変速比算出部６１、油圧比算出部６２、目標プライマリ圧算出部６３を備えている。目標プライマリ回転数算出部６０は、車両状態を示す車速Ｖとスロットル開度Ｔｏに基づいて変速特性マップを参照することにより目標プライマリ回転数Ｎｐを算出し、目標変速比算出部６１は、目標プライマリ回転数Ｎｐと実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて目標変速比ｉを算出する。次いで、油圧比算出部６２は、目標変速比ｉに対応する目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの油圧比(Ｐｐ／Ｐｓ)を算出し、目標プライマリ圧算出部６３は、この油圧比に目標セカンダリ圧Ｐｓを乗算することにより目標プライマリ圧Ｐｐを算出する。
【００３１】
また、ＣＶＴ制御ユニット４１は、目標プライマリ圧Ｐｐをフィードバック制御するため、実変速比算出部６４、フィードバック値算出部６５、加算部６６を備えている。実変速比算出部６４は、実プライマリ回転数Ｎｐ’と実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて実変速比ｉ’を算出し、フィードバック値算出部６５は、実変速比ｉ’と目標変速比ｉとに基づいてフィードバック値Ｆを算出する。次いで、加算部６６において目標プライマリ圧Ｐｐにフィードバック値Ｆが加算され、目標プライマリ圧Ｐｐはフィードバック制御される。そして、フィードバック制御された目標プライマリ圧Ｐｐに基づいて、プライマリ圧調整弁４４が制御され、プライマリプーリ２０の溝幅が調整される。つまり、無段変速機１０の変速動作がフィードバック制御されるようになっている。
【００３２】
さらに、ＣＶＴ制御ユニット４１は、目標セカンダリ圧Ｐｓを算出するため、入力トルク算出部６７、必要セカンダリ圧算出部６８、目標セカンダリ圧算出部６９を備えている。入力トルク算出部６７は、エンジン回転数とスロットル開度Ｔｏとに基づいて、エンジン１１からプライマリ軸１２に入力される入力トルクＴｉを算出し、必要セカンダリ圧算出部６８は、目標変速比ｉに基づいて必要セカンダリ圧を算出する。これらの入力トルクＴｉと必要セカンダリ圧とは目標セカンダリ圧算出部６９に入力され、目標セカンダリ圧算出部６９により目標セカンダリ圧Ｐｓが算出される。そして、目標セカンダリ圧Ｐｓに基づいて、セカンダリ圧調整弁４３が制御され、セカンダリプーリ２１は駆動ベルト２２の伝達トルク容量に見合った締め付け力を発生させる。
【００３３】
図４は車速Ｖとスロットル開度Ｔｏとに基づいて目標プライマリ回転数Ｎｐを算出する際に参照される変速特性マップである。図４に示すように、変速特性マップには、最大変速比(最減速状態)を示す特性線Ｌｏｗと最大変速比(最増速状態)を示す特性線ＯＤとが設定されており、これら特性線Ｌｏｗ，ＯＤの間にはスロットル開度Ｔｏに対応した複数の特性線Ｔ１〜Ｔ８が設定されている。スロットル開度Ｔｏが低い場合には特性線Ｔ１に従って目標プライマリ回転数Ｎｐが算出され、スロットル開度Ｔｏが高くなるにつれて目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線Ｔ２〜Ｔ７に従って算出される。そして、スロットル開度Ｔｏが全開となった場合には、特性線Ｔ８に従って目標プライマリ回転数Ｎｐが算出されるようになっている。また、低車速域でスロットル開度Ｔｏが増大した場合には、特性線Ｌｏｗに沿って目標プライマリ回転数Ｎｐが設定される一方、高車速域でスロットル開度Ｔｏが減少した場合には、特性線ＯＤに沿って目標プライマリ回転数Ｎｐが設定されることになる。
【００３４】
たとえば、車両を停止状態から加速させるため、アクセルペダルを全開まで踏み込んだ場合には、目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線Ｌｏｗに沿ってＡ点に達し、変速比をオーバードライブ側に変化させるとともに目標プライマリ回転数Ｎｐを若干上昇させながらＢ点に達する。この状態からアクセルペダルを開放した場合には、目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線ＯＤに沿ってＣ点に達し、変速比をロー側に変化させるとともに目標プライマリ回転数Ｎｐを若干低下させながらＤ点に達する。そして、車両は変速比をロー側に維持した状態で停止することになる。なお、実際の走行においては、運転者の操作によってスロットル開度Ｔｏが変化するため、図４にＡ〜Ｅ点で示された太線の範囲内において目標プライマリ回転数Ｎｐが適宜設定されることになる。
【００３５】
ここで、図５(Ａ)および(Ｂ)は各プーリ２０，２１に対する駆動ベルト２２の巻き付け状態を示す説明図である。なお、図５(Ａ)はプライマリプーリ２０に対する巻き付け径が最小となる最減速状態(以下、ロー状態という)を示し、図５(Ｂ)はプライマリプーリ２０に対する巻き付け径が最大となる最増速状態(以下、オーバードライブ状態という)を示している。
【００３６】
図５(Ａ)および(Ｂ)に示すように、無段変速機１０がロー状態またはオーバードライブ状態に設定される場合にあっては、プライマリプーリ２０の可動シーブ２０ｂは図示しないメカニカルストッパに接触することによって移動が規制されるため、プライマリプーリ２０の溝幅は最大値または最小値に固定された状態となる。一方、セカンダリプーリ２１は駆動ベルト２２に所定のベルト張力を付与するため、所定の締め付け力で駆動ベルト２２を締め付けるようになっている。
【００３７】
このような状態のもとで、プライマリ軸１２に対するエンジン１１からの入力トルクＴｉが増大することにより、弾性変形の範囲内で駆動ベルト２２に伸びが生じた場合には、この伸び量に応じて駆動ベルト２２の巻き付け径が拡大されることになる。このとき、プライマリプーリ２０の溝幅は固定される一方、セカンダリプーリ２１の溝幅は縮小方向に締め付けられるため、図５(Ａ)および(Ｂ)に示すように、プライマリプーリ２０に対する巻き付け径は維持される一方、セカンダリプーリ２１に対する巻き付け径がＲｓ１からＲｓ２に拡大されることになる。
【００３８】
このように、ロー状態またはオーバードライブ状態において、入力トルクＴｉの増加に伴って駆動ベルト２２に伸びが生じた場合には、セカンダリプーリ２１に対する巻き付け径が拡大されるため、実変速比ｉ’が減速側(ロー側)に変化することになる。これがロー状態において生じた場合には、無段変速機１０の最大変速比をロー側に引き上げることができ、車両の加速性能を向上させることができるため、図４に示す特性線Ｌｏｗは、駆動ベルト２２に伸びが生じた状態のもとで無段変速機１０が取り得る最大変速比を示している。つまり、ＣＶＴ制御ユニット４１は、車両の加速性能を向上させるため、ロー状態においては目標変速比ｉを駆動ベルト２２に伸びが生じた状態で設定するようにしている。
【００３９】
一方、オーバードライブ状態において駆動ベルト２２に伸びが生じた場合には、無段変速機１０の最小変速比がロー側に引き上げられることになり、エンジン回転数の上昇に伴って燃費性能を低下させてしまうため、図４に示す特性線ＯＤは、駆動ベルト２２に伸びが生じていない状態のもとで無段変速機１０が取り得る最小変速比を示している。つまり、ＣＶＴ制御ユニット４１は、エンジン回転数を低下させて燃費性能を向上させるため、オーバードライブ状態においては目標変速比ｉを駆動ベルト２２に伸びが生じていない状態で設定するようにしている。
【００４０】
ところで、図３に示すように、ＣＶＴ制御ユニット４１は、目標プライマリ圧Ｐｐをフィードバック制御するため、フィードバック値算出部６５において、実変速比ｉ’と目標変速比ｉとの偏差に基づきフィードバック値Ｆを算出している。したがって、実変速比ｉ’と目標変速比ｉとが乖離していた場合には、その偏差量に応じてフィードバック値Ｆを算出するとともに、目標プライマリ回転数Ｎｐをフィードバック制御することになる。そして、従来の無段変速機にあっては、ロー状態またはオーバードライブ状態のもとでフィードバック制御を実行すると、駆動ベルト２２の伸縮状態によっては、変速制御に応答遅れが生じてしまうことになっていた。
【００４１】
ここで、図６は従来の無段変速機に生じていた応答遅れを解説するための説明図である。図６に示すように、車両をロー状態で走行させる際には、目標変速比ｉが特性線Ｌｏｗに沿って設定されることになるが、この特性線Ｌｏｗは駆動ベルト２２に伸びが生じることを前提に設定されている。このため、入力トルクＴｉが小さく駆動ベルト２２に伸びが生じていない場合には、変速制御が実行されていないにも関わらず、目標変速比ｉよりも増速側(オーバードライブ側)に実変速比ｉ’が外れることになる。そして、図６に矢印ａで示すように、実変速比ｉ’を目標変速比ｉに収束させるため、ダウンシフト側に目標プライマリ圧Ｐｐをフィードバック制御することになるが、無段変速機はプライマリプーリ２０の溝幅を最大値まで広げたロー状態であるため、実変速比ｉ’を目標変速比ｉに収束させることができず、フィードバック値Ｆがダウンシフト側に不要に蓄積されることになる。この状態のもとで、アップシフト指令が出力された場合には、ダウンシフト側に蓄積されたフィードバック値Ｆが解消されるまで、無段変速機のアップシフト動作が実質的に停止されることになり、変速制御を実行する際の応答性が低下することになる。
【００４２】
また、車両をオーバードライブ状態で走行させる際には、目標変速比ｉが特性線ＯＤに沿って設定されることになるが、この特性線ＯＤは駆動ベルト２２に伸びが生じていないことを前提に設定されている。このため、入力トルクＴｉが大きく駆動ベルト２２に伸びが生じている場合には、変速制御が実行されていないにも関わらず、目標変速比ｉよりもロー側に実変速比ｉ’が外れることになる。そして、図６に矢印ｂで示すように、実変速比ｉ’を目標変速比ｉに収束させるため、アップシフト側に目標プライマリ圧Ｐｐをフィードバック制御することになるが、無段変速機はプライマリプーリ２０の溝幅を最小値まで狭めたオーバードライブ状態であるため、実変速比ｉ’を目標変速比ｉに収束させることができず、フィードバック値Ｆがアップシフト側に不要に蓄積されることになる。この状態のもとで、ダウンシフト指令が出力された場合には、アップシフト側に蓄積されたフィードバック値Ｆが解消されるまで、無段変速機のダウンシフト動作が実質的に停止されることになり、変速制御を実行する際の応答性が低下することになる。
【００４３】
このように、従来の無段変速機にあっては、ロー状態からのアップシフト指令や、オーバードライブ状態からのダウンシフト指令がなされた場合には、変速制御の応答性が低下してしまうおそれがあり、このような応答遅れは、運転者に対して不快感を与えるとともに、車両品質を低下させることになっていた。
【００４４】
そこで、本発明の無段変速機１０の変速制御装置は、変速制御を実行する際の応答遅れを解消するため、エンジン１１からの入力トルクＴｉに応じて目標変速比ｉの上限値や下限値を変化させるようにしている。続いて、変速制御装置による目標変速比ｉの設定制御について説明する。ここで、図７は図３の目標変速比算出部６１を詳細に示すブロック図であり、目標変速比ｉの算出過程を示している。また、図８は図３のフィードバック値算出部を詳細に示すブロック図であり、フィードバック値Ｆの算出過程を示している。なお、図７および図８においては、図３に示す部位と同一の部位については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
図７に示すように、目標変速比算出部６１内の変速比算出手段である初期変速比算出部７０には、目標プライマリ回転数算出部６０から目標プライマリ回転数Ｎｐが入力されるとともに、セカンダリ回転数センサ５１から実セカンダリ回転数Ｎｓ’が入力されており、初期変速比算出部７０は目標プライマリ回転数Ｎｐと実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて初期目標変速比ｉａを算出するようになっている。
【００４６】
また、目標変速比算出部６１内の規制値設定手段である変速比上限値設定部７１および変速比下限値設定部７２には、入力トルク算出手段である入力トルク算出部６７から入力トルクＴｉが入力されている。変速比上限値設定部７１には上限値マップが格納されており、入力トルクＴｉの大きさに基づいて目標変速比ｉの上限値Ｉｍａｘ、つまりロー状態で走行する際に適用される目標変速比ｉが設定されている。また、上限値マップには複数の上限値Ｉｍａｘが格納されており、入力トルクＴｉが増加する程に大きな上限値Ｉｍａｘが設定され、入力トルクＴｉが減少する程に小さな上限値Ｉｍａｘが設定されるようになっている。
【００４７】
同様に、変速比下限値設定部７２には下限値マップが格納されており、入力トルクＴｉの大きさに基づいて目標変速比ｉの下限値Ｉｍｉｎ、つまりオーバードライブ状態で走行する際に適用される目標変速比ｉが設定されている。また、下限値マップには複数の下限値Ｉｍｉｎが格納されており、入力トルクＴｉが増加する程に大きな下限値Ｉｍｉｎが設定され、入力トルクＴｉが減少する程に小さな下限値Ｉｍｉｎが設定されるようになっている。
【００４８】
そして、初期目標変速比ｉａ、上限値Ｉｍａｘ、下限値Ｉｍｉｎのそれぞれは最終変速比設定部７３に入力され、この最終変速比設定部７３によって最終的な目標変速比ｉが設定される。この最終変速比設定部７３において、初期目標変速比ｉａが上限値Ｉｍａｘを上回ると判定された場合には、初期目標変速比ｉａが上限値Ｉｍａｘまで引き下げられ、目標変速比ｉ(ｉ＝Ｉｍａｘ)として設定されることになる。また、初期目標変速比ｉａが下限値Ｉｍｉｎを下回ると判定された場合には、初期目標変速比ｉａが下限値Ｉｍｉｎまで引き上げられ、目標変速比ｉ(ｉ＝Ｉｍｉｎ)として設定されることになる。さらに、初期目標変速比ｉａが上限値Ｉｍａｘと下限値Ｉｍｉｎとの間にあると判定された場合には、初期目標変速比ｉａがそのまま目標変速比ｉ(ｉ＝ｉａ)として設定されることになる。つまり、ロー状態やオーバードライブ状態において、入力トルクＴｉに基づき設定される上限値Ｉｍａｘや下限値Ｉｍｉｎから、車速Ｖとスロットル開度Ｔｏに基づき設定される初期目標変速比ｉａが外れていた場合には、前述した上限値Ｉｍａｘや下限値Ｉｍｉｎに最終的な目標変速比ｉが設定されることになる。
【００４９】
続いて、図８に示すように、目標変速比算出部６１からの目標変速比ｉは、フィードバック制御手段であるフィードバック値算出部６５内の目標プーリ位置算出部７４に入力されており、実変速比算出手段である実変速比算出部６４からの実変速比ｉ’は、フィードバック値算出部６５内の実プーリ位置算出部７５に入力されている。それぞれのプーリ位置算出部はプーリ位置変換マップを備えており、目標プーリ位置算出部７４によって、目標変速比ｉに対応するプライマリプーリ２０の目標プーリ位置が算出され、実プーリ位置算出部７５によって、実変速比ｉ’に対応するプライマリプーリ２０の実プーリ位置が算出されるようになっている。
【００５０】
そして、実プーリ位置を目標プーリ位置に収束させるため、続くプーリ位置偏差算出部７６において実プーリ位置と目標プーリ位置との偏差が算出される。続く比例補正値算出部７７では、偏差の大きさに基づき設定される比例ゲインを用いて、比例動作の演算式を演算することにより比例補正値が算出され、積分補正値算出部７８では、偏差の大きさに基づき設定される積分ゲインを用いて、積分動作の演算式を演算することにより積分補正値が算出される。そして、続く補正値加算部７９において、比例補正値と積分補正値とに基づきフィードバック値Ｆが算出されることになる。
【００５１】
このように得られたフィードバック値Ｆは、図３に示すように、加算部６６において目標プライマリ圧Ｐｐに加算され、目標プライマリ圧Ｐｐはフィードバック制御される。そして、フィードバック制御された目標プライマリ圧Ｐｐに基づいて、プライマリ圧調整弁４４が制御されることにより、プライマリプーリ２０の溝幅が調整されるようになっている。
【００５２】
ここで、図９は目標変速比ｉを設定する際に用いられる上限値Ｉｍａｘと下限値Ｉｍｉｎとを示す説明図である。また、図１０(Ａ)および(Ｂ)は変速制御における応答特性を示す比較図であり、(Ａ)は従来の無段変速機１０の変速制御装置による応答特性を示し、(Ｂ)は本発明の無段変速機１０の変速制御装置による応答特性を示している。なお、図１０(Ａ)および(Ｂ)は、ロー状態からアップシフト動作を行う際の応答特性を示している。
【００５３】
まず、図９に示すように、入力トルクＴｉの大きさに応じて上限値Ｉｍａｘと下限値Ｉｍｉｎとを設定することにより、ロー状態またはオーバードライブ状態において、駆動ベルト２２の伸び量に応じた目標変速比ｉを設定することが可能となる。つまり、特性線Ｌｏｗ，ＯＤに伸び量を考慮した幅を持たせておき、この幅の中から伸び量に応じて適切な特性線Ｌｏｗ，ＯＤを選択するようにしたので、駆動ベルト２２の伸縮による影響を受けることなく、目標変速比ｉと実変速比ｉ’とを一致させることが可能となる。
【００５４】
つまり、図１０(Ａ)に示すように、従来の変速制御装置にあっては、目標変速比ｉの下限値(特性線Ｌｏｗ)が固定されているため、無段変速機をロー状態まで制御した場合であっても、駆動ベルト２２の伸縮状態によっては、目標変速比ｉと実変速比ｉ’とが乖離してしまうことになる。そして、このような状態のもとでは、目標変速比ｉと実変速比ｉ’との偏差に応じて不要なフィードバック値Ｆが積算されてしまうため、変速指令(符号ａ)が出力されたとしても、実際に無段変速機１０の変速動作が開始されるまでに遅れが生じてしまうことになる(符号ｂ)。
【００５５】
これに対し、図１０(Ｂ)に示すように、本発明の変速制御装置にあっては、目標変速比ｉの下限値(特性線Ｌｏｗ)を駆動ベルト２２の伸縮状態に応じて可変させることができるため、無段変速機１０をロー状態に制御したときの実変速比ｉ’に、目標変速比ｉを一致させることが可能となる。このため、前述の不要なフィードバック値Ｆが積算されてしまうことがなく、変速指令(符号ｃ)が出力された場合には、直ちに無段変速機１０の変速動作を開始させることが可能となる(符号ｄ)。
【００５６】
なお、図１０にはロー状態から変速制御を実行する際の応答特性が示されているが、ロー状態だけに限られることはなく、オーバードライブ状態から変速制御を実行する際にも、目標変速比ｉと実変速比ｉ’とを一致させることにより、応答良く変速動作を開始させることが可能となる。
【００５７】
これまで説明したように、ロー状態やオーバードライブ状態において適用される目標変速比ｉを、駆動ベルト２２の伸び量を推定することのできる入力トルクＴｉに基づいて設定することにより、ロー状態やオーバードライブ状態における目標変速比ｉと実変速比ｉ’との乖離状態を解消することができる。これにより、目標変速比ｉと実変速比ｉ’との偏差をゼロに近づけて、フィードバック制御に使用されるフィードバック値Ｆの不要な蓄積を解消することができ、ロー状態やオーバードライブ状態から変速制御を実行する際の応答性を良好に保つことができる。しかも、入力トルクＴｉから駆動ベルト２２の伸び量を推定するようにしたので、新たなセンサ等を無段変速機１０に追加する必要はなく、無段変速機１０の高コスト化を招くこともない。
【００５８】
また、駆動ベルト２２の伸びによる応答性低下を回避することができるため、駆動ベルト２２の伸びを積極的に利用して変速制御を実行することができる。これにより、無段変速機１０で使用することのできる変速比領域を拡大することができ、車両の動力性能や燃費性能を向上させることができる。
【００５９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、入力トルクＴｉに基づいて目標変速比ｉの上限値および下限値を設定するようにしているが、基準上限値や基準下限値を入力トルクＴｉに基づいて補正することにより、目標変速比ｉの上限値および下限値を変化させるようにしても良い。
【００６０】
また、入力トルクＴｉに基づいて目標変速比ｉの上限値と下限値との双方を変化させるようにしているが、エンジン１１特性等に応じて上限値と下限値とのいずれか一方を変化させるようにしても良いことは言うまでもない。
【００６１】
さらに、多数のブロックを環状に連結するようにしたチェーンベルトを備える無段変速機１０に本発明を適用することが望ましいが、駆動ベルト２２としてはチェーンベルトに限られることはなく、多数のエレメントをバンドによって環状に保持するようにしたスチールベルトによって動力伝達を行うようにした無段変速機１０に本発明を適用しても良いことは言うまでもない。
【００６２】
なお、入力トルク算出部６７は、エンジン回転数とスロットル開度Ｔｏに基づいて入力トルクＴｉを算出するようにしているが、これに限られることはなく、エンジン制御ユニット５８から入力トルクＴｉを読み込むようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の変速制御装置によって変速制御される無段変速機を示すスケルトン図である。
【図２】無段変速機の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。
【図３】ＣＶＴ制御ユニットの変速制御系を示すブロック図である。
【図４】車速とスロットル開度とに基づいて目標プライマリ回転数を算出する際に参照される変速特性マップである。
【図５】(Ａ)および(Ｂ)は各プーリに対する駆動ベルトの巻き付け状態を示す説明図である。
【図６】従来の無段変速機に生じていた応答遅れを解説するための説明図である。
【図７】図３の目標変速比算出部を詳細に示すブロック図である。
【図８】図３のフィードバック値算出部を詳細に示すブロック図である。
【図９】目標変速比を設定する際に用いられる上限値と下限値とを示す説明図である。
【図１０】(Ａ)および(Ｂ)は変速制御における応答特性を示す比較図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０    無段変速機
１２    プライマリ軸(入力軸)
１３    セカンダリ軸(出力軸)
２０    プライマリプーリ
２１    セカンダリプーリ
２２    駆動ベルト(チェーンベルト)
４１    ＣＶＴ制御ユニット(入力トルク算出手段，変速比算出手段，規制値設定手段，実変速比算出手段，フィードバック制御手段)
６１    目標変速比算出部(変速比算出手段，規制値設定手段)
６４    実変速比算出部(実変速比算出手段)
６５    フィードバック値算出部(フィードバック制御手段)
６７    入力トルク算出部(入力トルク算出手段)
７０    初期変速比算出部(変速比算出手段)
７１    変速比上限値設定部(規制値設定手段)
７２    変速比下限値設定部(規制値設定手段)
Ｔｉ  入力トルク
ｉ    目標変速比
ｉ’    実変速比
Ｉｍａｘ  上限値
Ｉｍｉｎ  下限値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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